Công Thức Hóa Học Của Nhôm

Nhôm Al và những hợp chất của nhôm như nhôm oxit Al2O3 nhôm hidroxit Al(OH)3 hay nhôm sunfat Al2(SO4)3 có khá nhiều ứng dụng trong thực tiễn do nó có đặc thù vật lý và đặc thù hoá học đặc trưng và riêng biệt biệt.

Bạn đang xem: Công thức hóa học của nhôm

Vậy nhôm và các hợp hóa học của nhôm là nhôm oxit, nhôm hidroxit cùng nhôm sunfat có những đặc điểm hoá học và đặc thù vật lý nào sệt trưng, được điều chế và ứng dụng vào các nghành nghề dịch vụ nào trong đời sống mà lại có vai trò quan trọng đặc biệt như vậy, chúng ta hãy cùng khám phá qua nội dung bài viết dưới đây.

I. địa điểm của Nhôm AL vào bảng HTTH

- thông số kỹ thuật e nguyên tử: 13Al: 1s22s22p63s23p1 

- Vị trí: Al thuộc ô 13, chu kì 3, team IIIA.

II. Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lý của Nhôm

1. Trạng thái tự nhiên và thoải mái của nhôm

- Nhôm là kim loại phổ cập nhất vào vỏ trái đất. Vào tự nhiên, Al có trong:

Đất sét: Al2O3.2SiO2.2H2O.Mica: K2O.Al2O3.6SiO2.2H2O.Boxit: Al2O3.nH2O.Criolit: 3NaF.AlF3 hay (Na3AlF6).

2. đặc thù vật lý của nhôm

- Mạng lập phương trọng tâm diện, dẫn điện xuất sắc (gấp 3 lần sắt, bởi 2/3 lần đồng), dẫn nhiệt tốt (gấp 3 lần sắt); t0nc = 6600C .

- white color bạc, khá bền cùng dai, dễ dàng kéo sợi cùng dát mỏng, dịu (D = 2,7 g/cm3).

- Một số kim loại tổng hợp của nhôm:

Đuyra (95% Al; 4% Cu; 1% Mg, Mn, Si): nhẹ bởi 1/3 thép, cứng gần bằng thép.Silumin (gần 90% Al; 10% Si): nhẹ, bền.Almelec (98,5% Al; còn lại là Mg, Si cùng Fe) dùng làm dây cáp.Hợp kim electron (10,5% Al; 83,3% Mg còn sót lại là Zn, Mn...): chỉ nặng bởi 65% Al lại bền hơn thép, chịu được sự thay đổi đột ngột của ánh nắng mặt trời trong một số lượng giới hạn lớn nên được sử dụng làm vỏ thương hiệu lửa.

III. đặc điểm hoá học của Nhôm

- Nhôm là sắt kẽm kim loại có tính khử mạnh, chỉ với sau kim loại kiềm với kiểm thổ nên dễ bị oxi hoá thành ion dương:

 Al → Al3+ + 3e

1. Nhôm tác dụng với Phi kim

a) Nhôm chức năng với Oxi (Al + O2)

- Al chỉ bội nghịch ứng với oxi trên mặt phẳng (vì tạo nên lớp màng oxit bao che bề mặt, bảo đảm và rào cản Al tham gia phản ứng tiếp):

 2Al + 3/2O2 → Al2O3

- Bột Al cháy trong không khí lúc được đun nóng mang lại ngọn lửa màu tươi sáng chói.

- ước ao phản ứng xảy ra trọn vẹn thì phải thải trừ lớp oxit che phủ trên bề mặt Al (bằng phương pháp tạo lếu láo hỗng Al - Hg hoặc sử dụng Al bột đun nóng).

b) Nhôm công dụng với những phi kim khác

- Nhôm bội nghịch ứng được với những phi kim khác → muối.

- Al từ bỏ bốc cháy khi tiếp xúc với các halogen:

* Tổng quát: 2Al + 3X2 → 2AlX3

- Al tính năng với Clo: Al + Cl2

 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3

- khi đun nóng, Al chức năng với bột S: Al + S

 2Al + 3S 

Al2S3

- lúc nhiệt độ rất lớn (8000C), Al kết phù hợp với C và N2: Al + C

 4Al + 3C 

Al4C3

2. Nhôm công dụng với nước

- Al ko phản ứng với nước bởi được lớp oxit mỏng, bền cùng đặc khít bảo vệ. Ví như phá vứt lớp oxit bao che bề mặt, Al phản bội ứng thẳng với nước.

 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2↑

- Al(OH)3 là hóa học kết tủa dạng keo màu trắng khi có mặt sẽ bao kín mặt phẳng của Al kim loại ngăn cách không cho Al xúc tiếp với nước để phản ứng tiếp nữa. Phản ứng này chỉ có ý nghĩa sâu sắc về phương diện lý thuyết.

3. Nhôm tính năng với oxit của kim loại kém chuyển động hơn (phản ứng sức nóng nhôm)

- Al khử được oxit của các kim nhiều loại đứng sau nó:

 2yAl + 3FexOy  yAl2O3 + 3xFe

- Al tính năng với Fe2O3: Al + Fe2O3

 2Al + Fe2O3  Al2O3 + 2Fe

- Al tác dụng với CuO: Al + CuO

 2Al + 3CuO  Al2O3 + 3Cu

* Những xem xét khi giải bài xích tập về phản bội ứng nhiệt nhôm:

+ Nếu tất cả hổn hợp sau bội phản ứng cho chức năng với dung dịch kiềm → H2 thì Al còn dư sau phản ứng nhiệt độ nhôm hoặc năng suất H của bội phản ứng 4. Nhôm công dụng với dung dịch axit

a) Nhôm tác dụng với dd HCl, H2SO4 loãng

- Al phản bội ứng dễ ợt với dd axit HCl, H2SO4 loãng → muối + H2↑

- chức năng với axit HCl: Al + HCl

 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑

- tác dụng với axit H2SO4 : Al + H2SO4

 2Al + 3H2SO4 loãng → Al2(SO4)3 + 3H2↑

b) Nhôm chức năng với những axit gồm tính lão hóa mạnh: HNO3 loãng hoặc đặc, H2SO4 đậm đặc

- Nhôm công dụng với HNO3: Al + HNO3

 Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO2, NO, N2O, N2, NH4NO3 + H2O

Ví dụ: Al + 4HNO3 loãng → Al(NO3)3 + NO↑ + 2H2O

 Al + 6HNO3 đặc, nóng → Al(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O

- Nhôm chức năng với H2SO4: Al + H2SO4

 2Al + 6H2SO4 đặc, nóng → Al2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O

* giữ ý:

- Al thụ động với H2SO4 đặc nguội và HNO3 đặc nguội → có thể dùng thùng Al để chăm chở axit HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc nguội.

- bội phản ứng của Al với dung dịch HNO3 có thể chế tạo ra thành muối hạt amoni.

5. Nhôm chức năng với dung dịch bazơ

+ Al thâm nhập phản ứng dễ dàng với các dung dịch kiềm:

- Al tác dụng với NaOH: Al + NaOH

 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑

- Al công dụng với Ba(OH)2 : Al + Ba(OH)2

 2Al + Ba(OH)2 + 2H2O → Ba(AlO2)2 + 3H2↑

* nguyên tắc phản ứng:

 + Trước tiên, Al thâm nhập phản ứng cùng với nước:

 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2↑

 + Al(OH)3 sinh ra là hiđroxit lưỡng tính tung được trong dung dịch kiềm:

 Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H­2O

 + quá trình này lặp đi lặp lại đến hết.

* Đặc biệt chú ý: nếu cho hỗn hợp Na, K, Ba, Ca và Al (hoặc Zn) vào nước dư, xảy ra các phản ứng:

 2M + 2H2O → 2MOH + H2↑

 MOH + H2O + Al → MAlO2 + 3⁄2H2↑

+ Trong quá trình giải toán tất cả 2 trường phù hợp xảy ra:

* Trường đúng theo 1. Cả sắt kẽm kim loại kiềm cùng Al rất nhiều phản ứng hết ví như số mol sắt kẽm kim loại kiềm ≥ số mol Al.

* Trường vừa lòng 2. Kim các loại kiềm phản nghịch ứng hết, Al dư giả dụ số mol sắt kẽm kim loại kiềm 6. Nhôm chức năng với hỗn hợp muối

- Al đẩy được kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch muối của chúng:

 Ví dụ: Al + CuSO4 giỏi Al + Cu(NO3)2

 2Al + 3CuSO4 → Al2(SO4)3 + 3Cu↓

- phản bội ứng với muối hạt nitrat trong môi trường kiềm:

 8Al + 3NaNO3 + 5NaOH + 2H2O → 8NaAlO2 + 3NH3

- phản bội ứng với muối nitrat trong môi trường xung quanh axit (giống phản nghịch ứng cùng với HNO3):

 Al + 4H+ + NO3- → Al3+ + NO↑ + 2H2O

IV. Điều chế Nhôm

1. Nguyên liệu

 Quặng boxit Al2O3 có lẫn SiO2 và Fe2O3.

2. Những giai đoạn pha trộn nhôm

- có tác dụng sạch nguyên liệu:

 2NaOH + Al2O3 → 2NaAlO2 + H­2O

 2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O

 NaAlO2 + CO2 + 2H2O → NaHCO3 + Al(OH)3

 NaOH + CO2 → NaHCO3

 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O

- Điện phân lạnh chảy Al2O3 có phương diện criolit Na3AlF6 (hạ nhiệt độ nóng rã của Al2O3từ 20500C xuống 9000C; tăng cường độ dẫn điện vì chưng tạo thành những ion hơn; chế tạo lớp bảo vệ không cho O2 phản ứng cùng với Al rét chảy):

 2Al2O3 → 4Al + 3O­2↑

V. Hợp chất của Nhôm

1. Nhôm Oxit Al2O3

- hóa học rắn color trắng, không tan và không tác dụng với nước, rất bền và đẹp vững, rét chảy sống 20500C.

- Tồn tại sinh sống dạng khan (emeri, corindon, vàng (lẫn Cr2O3), saphia (lẫn TiO2 và Fe3O4) hoặc dạng ngậm nước (boxit).

a) đặc điểm hóa học của nhôm oxit

- Tính bền: Al2O3 không bị khử do H2, co ở nhiệt độ cao; Al2O3 tác dụng cùng với C không cho Al sắt kẽm kim loại mà chế tạo ra Al4C3:

 Al2O3 + 9C → Al4C3 + 6CO (> 20000C)

- Nhôm là sắt kẽm kim loại lưỡng tính:

 + Al2O3 là oxit bazơ khi chức năng với axit mạnh → muối + H2O.

 Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O

 + Al2O3 là oxit axit khi tác dụng với dung dịch bazơ mạnh → muối hạt + H2O.

 Al2O3 + 2NaOH → NaAlO2 + H2O

hay: Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na

 Al2O3 + 2OH- → 2AlO2- + H2O

b) Điều chế nhôm oxit

- nhiệt phân Al(OH)3:

 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O

2. Nhôm hiđroxit Al(OH)3

- Nhôm hiđroxit Al(OH)3 là hóa học kết tủa keo, màu sắc trắng.

a) đặc thù hóa học của nhôm hidroxit

- hèn bền cùng với nhiệt:

2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O (t0)

- Là hiđroxit lưỡng tính:

 + tác dụng với axit mạnh:

 Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2­O

 + tác dụng với dung dịch kiềm mạnh:

 Al(OH)3 + KOH → KAlO2 + 2H2O

 Al(OH)3 + KOH → K

b) Điều chế nhôm hidroxit

- Kết tủa Al3+:

 Al3+ + 3OH- (vừa đủ) → Al(OH)3↓

 Al3+ + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4+

- Kết tủa AlO2­-:

 AlO2- + CO2 + 2H2O → Al(OH)3↓ + HCO3-

 AlO2- + H+ (vừa đủ) + H2O → Al(OH)3↓

3. Muối hạt nhôm - Nhôm Sunfat Al2(SO4)3

- muối bột nhôm hay gặp: phèn chua: K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O giỏi KAl(SO4)2.12H2O

- những dung dịch AlCl3, Al2(SO4)3 và Al(NO3)3 đều là các axit theo Bronstet có môi trường axit:

 AlCl3 → Al3+ + 3Cl-

 Al3+ + 3H2O ↔ Al(OH)3 + 3H+

⇒ phân tích và lý giải được sự thủy phân của muối hạt Al trong những dung dịch bao gồm tính bazơ:

 2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3 + 6NaCl + 3CO2 

- phản nghịch ứng với hỗn hợp kiềm: (chú ý phương thức và phần trăm phản ứng)

 Al3+ + 3OH- → Al(OH)3

 Al3+ + 4OH- →  -

 Al(OH)3 + 3OH- →  -

- những muối aluminat NaAlO2, KAlO2, Ba(AlO2)2 và Ca(AlO2)2 đều là bazơ dung dịch có môi trường thiên nhiên bazơ.

 AlO2- + 3H2O ↔ Al(OH)3↓ + 3OH-

 AlO2- + H+ + H2O → Al(OH)3↓

 Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O

VI. Bài tập về nhôm, hợp chất nhôm oxit, nhôm hidroxit

Bài 1 trang 128 SGK Hóa 12: Viết phương trình hóa học của những phản ứng triển khai dãy biến đổi sau:

* giải mã bài 1 trang 128 SGK Hóa 12: 

- các phương trình phản ứng: 

(1) 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑

 (2) AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3↓ + 3NaCl

 (3) Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O

 (4) NaAlO2 + CO2 + 2H2O → NaHCO3 + Al(OH)3↓

 (5) 2Al(OH)3  Al2O3 + 3H2O

 (6) 2Al2O3 -đpnc→ 4Al + 3O2↑

Bài 2 trang 128 SGK Hóa 12: Có nhị lọ ko ghi nhãn đựng dung dịch AlCl3 và dung dịch NaOH. Không cần sử dụng thêm chất nào khác, làm nắm nào để nhận thấy mỗi chất?

* lời giải bài 2 trang 128 SGK Hóa 12:

- đến hai lọ lần lượt tính năng với nhau: đến từ tự dd lọ 1 vào lọ 2 nếu xuất hiện kết tủa cơ mà kết tủa tan ngay thì lọ 1 là AlCl3 và lọ 2 là NaOH

 AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3↓ + 3NaCl

 Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O

- Nếu mang lại từ trường đoản cú dd lọ 1 vào lọ 2 mà tất cả kết tủa sau một thời hạn kết tủa mới tan thì lọ một là NaOH và lọ 2 là AlCl3

Bài 4 trang 129 SGK Hóa 12: Trong phần đông chất sau, chất nào không tồn tại tính hóa học lưỡng tính ?

A. Al(OH)3. B. Al2O3.

C. ZnSO4. D. NaHCO3.

* giải thuật bài 4 trang 129 SGK Hóa 12:

Đáp án: C. ZnSO4

- chất lưỡng tính là chất vừa công dụng được cùng với dd axit vừa tính năng được cùng với bazơ

Bài 5 trang 129 SGK Hóa 12: Cho một lượng các thành phần hỗn hợp Mg – Al tác dụng với hỗn hợp HCl dư chiếm được 8,96 lít H2. Mặt khác, mang đến lượng hỗn hợp như trên chức năng với dung dịch NaOH dư thì thu được 6,72 lít H2. Các thể tích khí đầy đủ đo ở đktc.

Tính khối lượng của mỗi sắt kẽm kim loại có trong lượng tất cả hổn hợp đã dùng.

* giải mã bài 5 trang 129 SGK Hóa 12:

- hotline x, y (mol) lần lượt là số mol Al cùng Mg trong hỗn hợp.

- Phương trình bội phản ứng:

 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑ (1)

x (mol) (3/2)x

 Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑ (2)

 y (mol) y

 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑ (3)

x (mol) (3/2)x

- lúc pư cùng với NaOH chỉ bao gồm Al phản ứng, theo bài ra và PTPƯ (3), ta có:

 nH2 = (3/2)x = 6,72/22,4 = 0,3 (mol) (*)

- Theo bài xích ra với PTPƯ (1) với (2) thì: nH2 = (3/2)x + y = 8,96/22,4 = 0,4(mol) (**)

⇒ trường đoản cú (*) cùng (**) ta có: x = 0,2 và y = 0,1

⇒ mAl = 0,2.27 = 5,4 (g).

⇒ mMg = 0,1.24 = 2,4 (g).

Bài 6 trang 129 SGK Hóa 12: Cho 100 ml dung dịch AlCl3 1M tác dụng với 200ml hỗn hợp NaOH. Kết tủa tạo nên thành được gia công khô và nung đến khối lượng không đổi trọng lượng 2,55g. Tính nồng độ hỗn hợp NaOH ban đầu.

* giải thuật bài 6 trang 129 SGK Hóa 12:

- Theo bài ra, số mol AlCl3 là: nAlCl3 = 0,1.1 = 0,1 (mol).

 Số mol Al2O3 là: nAl2O3 = 2,55/102 = 0,025 (mol).

* gồm 2 trường hợp:

Trường thích hợp 1: NaOH thiếu.

- Phương trình hoá học của phản bội ứng:

 AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3↓ + 3NaCl (1)

0,05.3 0,05 (mol)

 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O (2)

0,05 0,025 (mol)

- Theo PTPƯ (2), ta có: nAl(OH)3 = 2.nAl2O3 = 2.0,025 = 0,05 (mol).

- Theo PTPƯ (1), ta có: nNaOH = 3.nAl(OH)3 = 3.0,5 = 0,15 (mol).

⇒ CM (NaOH) = 0,15/0,2 = 0,75 (M).

Trường hòa hợp 2: NaOH dư, nên hòa tan một trong những phần lượng kết tủa Al(OH)3

 - Phương trình hoá học của bội nghịch ứng:

 AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3↓ + 3NaCl (1)

 0,1(mol) 0,1

 2Al(OH)3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + 3H2O (2)

 0,05(mol)

 2Al(OH)3  Al2O3 + 3H2O (3)

 0,05 0,025 (mol)

- Theo PTPƯ (3) ta có: nAl(OH)3 = 2.nAl2O3 = 2.0,025 = 0,05 (mol).

 Như vậy sẽ có: 0,1 - 0,05 = 0,05 (mol) Al(OH)3 đã bị hòa hợp ở PTPƯ (2).

 Từ (1) cùng (2) số mol NaOH là: nNaOH = 3.0,1 + 0,05 = 0,35 (mol)

⇒ mật độ mol/l C(M(NaOH))= 0,35/0,2 = 1,75 (M).

Bài 7 trang 129 SGK Hóa 12: Có 4 chủng loại bột sắt kẽm kim loại là Na, Al , Ca, Fe. Chỉ cần sử dụng nước có tác dụng thuốc thử, thì số kim loại có thể phân biệt được là bao nhiêu?

A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

* lời giải bài 7 trang 129 SGK Hóa 12:

Đáp án: D. 4

- Trích mẫu mã thử rồi đổ nước vào từng mẫu mã thử

 Kim các loại nào phản ứng khỏe khoắn với nước, sản xuất dung dịch trong suốt là Na

 Kim các loại nào làm phản ứng khỏe mạnh với nước, chế tác dung dịch trắng đục là Ca bởi Ca(OH)2 ít tan, kết tủa trắng

 Cho dd NaOH cho dư vào 2 mẫu mã thử còn lại, mẫu thử nào công dụng tạo kết tủa rồi kết tủa tan, gồm giải phóng khí là Al.

Xem thêm: Phương Trình Hóa Học Al2O3 Tác Dụng Với Hcl ? Al2O3 + Hcl → Alcl3 + H2O

 Chất còn lại không phản nghịch ứng là Fe

- những phương trình phản nghịch ứng:

 Na + H2O → NaOH + ½H2↑

 Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2↑

 NaOH + Al + H2O → NaAlO2 + 3/2H2↑

Bài 8 trang 129 SGK Hóa 12: Điện phân Al2O3 nóng tung với dòng điện độ mạnh 9,65 A trong thời hạn 3000 giây, chiếm được 2,16 g Al. Năng suất của phản ứng là bao nhiêu?

A. 60% B. 70% C. 80% D. 90%

* giải thuật bài 8 trang 129 SGK Hóa 12:

Đáp án: C. 80%

- Theo đinh hình thức Faraday trọng lượng nhôm thu được là

 mAl = AIt/96500n = (27.9,65.3000)/(96500.3) = 2,7(g)

⇒ năng suất là H = (2,16/2,7).100% = 80%

- nói lại cách làm của định công cụ Faraday: m=AItnF">m=AIt/nF

m - trọng lượng nhôm chiếm được ở điện cựcA - Nguyên tử khối của nhôm = 27 g/molI - Cường độ cái điệnt - thời hạn điện phânn - số electron của nhôm nhườngF - Hằng số Faraday (F = 96500).